Question

18．电化学原理在能量转换、物质合成、防止金属腐蚀等方面应用广泛．
Ⅰ．下列是常见的电化学示意图

（1）图①是碱性锌猛电池，在正极发生反应的物质是MnO₂（填“Zn”或“MnO₂”），正极发生还原反应（填“氧化”或“还原”）．
（2）图②是酸性电解质的氢氧燃料电池，B极发生的电极反应是O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O．
（3）图③表示钢铁发生吸氧腐蚀生锈的示意图，写出氧气发生的电极反应2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．
（4）能表示“牺牲阳极的阴极保护法”的示意图是⑤（填序号）．图④中，钢闸门连接电源的负极而被保护；在图⑤中标出电子的移动方向．
Ⅱ．下列是常见的电化学装置图．

（5）图⑥中电池的总反应为Zn+Cu²⁺═Cu+Zn²⁺，盐桥中装有含琼脂的KCl，盐桥中Cl^-会移向左（填“左”或“右”）烧杯的溶液．
（6）检验图⑦中阳极产物的方法是将湿润的淀粉KI试纸放在阳极产生气体处，试纸变蓝．

Answer 1

分析 （1）原电池中，正极失去电子发生氧化反应，负极得到电子发生还原反应，进行进行分析；
（2）燃料电池中，得到电子的一极为正极，失去电子的一极为负极，根据图示可知，B得到电子，电极反应为氧气得到电子与氢离子结合生成水；
（3）钢铁的吸氧腐蚀中，氧气得到电子生成氢氧根离子；
（4）金属防腐的措施中，使用牺牲阳极的阴极保护法，说明该装置构成原电池，被保护的金属作正极，据此分析解答；
（5）锌比铜活泼，锌为负极，发生氧化反应，电极方程式为Zn-2e^-=Zn²⁺，铜为正极，发生还原反应，电极方程式为Cu²⁺+2e^-=Cu，原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极，盐桥中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，据此进行解答；
（6）图⑦为惰性电极电解氯化铜溶液，阳极氯离子失去电子生成氯气，检验氯气通常使用湿润的淀粉KI试纸．

解答 解：Ⅰ．（1）碱性锌猛电池中，Zn为负极，MnO₂为正极，正极得到电子发生还原反应，
故答案为：MnO₂；还原；
（2）图②是酸性电解质的氢氧燃料电池，B极得到电子，则B为正极，正极氧气得到电子，其电极反应是：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O，
故答案为：O₂+4H⁺+4e^-═2H₂O；
（3）钢铁的吸氧腐蚀中，负极金属失去电子发生氧化反应，正极氧气得到电子生成氢氧根离子，正极的电极反应式为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-，
故答案为：2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
（4）图⑤中钢闸门连接锌，铁、锌、海水构成原电池，Fe失电子能力小于Zn而作正极被保护，所以该保护方法属于牺牲阳极的阴极保护法；
图④中右边为辅助阳极，则钢闸门为阴极，阴极连接的是电源的负极；图⑤中电子从锌流出流向正极钢闸门，据此画出电子转移的方向为：
，

故答案为：⑤；负；；
Ⅱ．（5）该原电池中，负极上锌失电子生成锌离子，正极上铜离子得到生成铜，电池反应式为：Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu；原电池工作时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向正极移动，则盐桥中Cl^-会移向移向左边，
故答案为：Zn+Cu²⁺═Cu+Zn²⁺；左；
（6）图⑦中用石墨电极电解氯化铜溶液，阴极铜离子得到电子生成铜，阳极氯离子放电生成氯气，检验氯气的方法为：将湿润的淀粉KI试纸放在阳极产生气体处，试纸变蓝，
故答案为：将湿润的淀粉KI试纸放在阳极产生气体处，试纸变蓝．

点评 本题考查了原电池、电解池的工作原理，题目难度中等，明确原电池、电解池的工作原理及其应用方法为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力．